Forscher am Institut für Quantencomputer IQC der University of Waterloo haben sich entwickelt neue Quantensensoren die versprechen, einige vorteilhafte Anwendungen in allen Bereichen zu haben, von der Überwachung von Krebsbehandlungen bis hin zu Fernerkundungsfunktionen.
Ihre Sensoren, so argumentieren sie, können bestehende Technologien auf lange Sicht übertreffen 3D-Bildgebung .
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Effiziente Detektion von Photonen
Für Uneingeweihte ist ein Quantensensor ein Gerät, das Quantenkorrelationen verwendet, um eine Auflösung zu erzielen, die besser ist als die, die mit klassischen Systemen erreicht werden könnte. Diese neuen Quantensensoren basieren auf Halbleiter-Nanodrähten, die einzelne Lichtteilchen erfassen können.
"Ein Sensor muss sehr effizient Licht erfassen können. Bei Anwendungen wie Quantenradar, Überwachung und Nachtbetrieb kehren nur sehr wenige Lichtpartikel zum Gerät zurück", sagte der Hauptforscher Michael Reimer, Mitglied der IQC-Fakultät und Assistenzprofessorin der Abteilung für Elektrotechnik und Informationstechnik der Fakultät für Ingenieurwissenschaften.
"In diesen Fällen möchten Sie jedes einzelne einfallende Photon erkennen können."
Innerhalb von Nanosekunden
Ein Photon ist ein einzelnes Lichtteilchen, und die Forscher behaupten, dass ihre neuen Sensoren so schnell sind, dass sie einen erkennen und innerhalb von Nanosekunden für den nächsten auffrischen können. Die Forscher argumentieren, dass sie diese Geschwindigkeit und Effizienz dank der Qualität der Sensoren erreichen'Materialien.
Und Reimer glaubt, dass die Spektrumabsorption mit verschiedenen Materialien weiter verbessert werden kann.
"Dieses Gerät verwendet Indiumphosphid InP -Nanodrähte. Wenn Sie beispielsweise das Material auf Indiumgalliumarsenid InGaAs umstellen, kann die Bandbreite noch weiter in Richtung Telekommunikationswellenlängen erweitert werden, während die Leistung erhalten bleibt", sagte Reimer.
"Es ist jetzt auf dem neuesten Stand der Technik, mit dem Potenzial für weitere Verbesserungen."
Bevor Sie zu aufgeregt werden, sollten Sie beachten, dass die neuen Sensoren vorerst nur Prototypen sind. Die Forscher argumentieren jedoch, dass der Prototyp, sobald er mit der richtigen Elektronik verpackt ist, außerhalb des Labors getestet werden kann.
Darüber hinaus argumentieren die Forscher, es wird die Tür zur Verbesserung aller Arten von Anwendungen öffnen.
"Ein breites Spektrum von Branchen und Forschungsbereichen wird von einem Quantensensor mit diesen Fähigkeiten profitieren", sagte Reimer.